我院邱保胜教授课题组在发菜耐旱机制研究方面取得新进展

来源:作者:发稿时间:2020-04-10浏览次数:

华大生科讯(通讯员:杨娇艳、邓淑文)近日,我校生命科学学院邱保胜教授课题组在荒漠蓝藻发菜的耐旱机制研究方面取得重要进展,相关成果发表于植物学领域经典期刊Plant PhysiologyXu et al., 2020, 182: 1991-2005),该刊物同期配发了编辑的亮点推介(Mukherjee A. 2020. 182: 1804-1805)。

干旱影响植物的生长、发育和产量,而光合作用对干旱逆境极其敏感。发菜为国家一级保护植物,是一种分布在我国西部和西北部荒漠、半荒漠地区的陆生蓝藻,其营养细胞在野外长时间以干燥脱水的状态生存。一旦从环境中获取少量水分(雨水或露水),发菜能迅速恢复光合作用等生理代谢抢在藻细胞再次干燥脱水之前进行短暂的生理活动。发菜是如何在干燥脱水过程中保护光合机构的呢?该课题组研究发现,分子伴侣蛋白NfDnaK2在发菜干燥脱水过程中显著上调表达,且在类囊体膜上有大量分布。深入研究发现NfDnaJ9NfDnaK2的共伴侣蛋白,并可与光系统II核心亚基D1降解相关的蛋白水解酶NfFtsH2发生相互作用。在念珠藻PCC 7120中异源表达NfDnaK2D1蛋白周转加快,转基因藻株对干旱、高光胁迫的耐受能力明显增强。此外,转录因子NfPedRNfRre1可作为正向调控因子,调节NfdnaK2基因对水分环境的表达响应,从而在干燥脱水过程中保护发菜的光合机构(图1)。该研究阐明了分子伴侣系统NfDnaK2-NfDnaJ9在干旱胁迫下响应并参与修复光系统II的分子机制,为复苏植物耐旱过程中光合机构的保护机制研究提供了新思路。





 

                                  

  围绕荒漠蓝藻发菜的耐旱机制,该课题组不久前在国际微生物学领域经典期刊Environmental Microbiology上发表了另一项研究成果,揭示了红光信号在唤醒干燥发菜光系统II过程中的作用Xu et al., 2019, 21: 2261-2272

上述工作得到了国家自然科学基金项目(No. 31670332No. 31600190)资助,博士生徐海锋和青年教师戴国政为共同第一作者,华中师范大学为两篇研究论文的第一完成单位。(审读人:谢波)

文章链接:http://www.plantphysiol.org/content/182/4/1991

 http://www.plantphysiol.org/content/182/4/1804

 https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1462-2920.14600

(编辑:徐慧敏)